Les systèmes toxine-antitoxine (TA) sont très répandus au sein des génomes bactériens. Ces opérons bicistroniques de petite taille ont été découverts sur des plasmides à bas nombre de copies. Dans ce contexte génétique, les systèmes TA confèrent un avantage sélectif à leurs molécules-hôtes en tuant les bactéries-filles qui ne les ont pas héritées par le mécanisme de tuerie post-ségrégationnelle (PSK, post-segregational killing). Ces systèmes génétiques sont également appelés modules d’addiction étant donné qu’ils rendent la descendance des bactéries qui les contiennent dépendantes de leur présence. Alors que leur rôle dans les molécules d’ADN épisomiques est relativement bien établi, le sens biologique de la présence d’homologues à ces systèmes épisomiques au sein des chromosomes bactériens est sujet à d’intenses débats. L’idée que les systèmes TA chromosomiques confèrent un avantage sélectif a été mise en évidence dans plusieurs modèles. Selon ces modèles, les systèmes TA permettent aux bactéries de mieux faire face à des conditions environnementales stressantes. <p>Entre-temps, la compréhension de l’évolution des génomes bactériens a connu des avancées significatives. L’impressionnante capacité d’adaptation des bactéries est aujourd’hui majoritairement attribuée au transfert horizontal de gènes (THG) provoqué par les éléments génétiques mobiles (phages, plasmides, transposons…). Dans le débat du rôle des systèmes TA chromosomiques, très peu d’attention a été accordée aux relations phylogénétiques et interactions entre systèmes plasmidiques et chromosomiques co-existant au sein d’un même hôte ainsi qu’à l’impact du THG sur leur évolution. Notre travail de thèse vise à mieux comprendre la biologie des systèmes TA en tenant compte de ces paramètres. Nous nous sommes intéressés à des systèmes homologues au système plasmidique ccdF. Nous avons étudié expérimentalement les 4 systèmes ccd (ccd1, ccd2, ccd3 et ccd4) qui co-habitent au sein du chromosome d’Erwinia chrysanthemi 3937 (une bactérie phytopathogène), leurs interactions intragénomiques et les interactions de ces systèmes avec le système plasmidique ccdF. Ce cadre expérimental a mené à la construction du modèle d’anti-addiction. Ce modèle propose que certains systèmes chromosomiques puissent conférer un avantage sélectif à leurs hôtes bactériens en interférant avec le PSK médié par leurs homologues plasmidiques. Cet avantage sélectif pourrait permettre la fixation de systèmes TA latéralement acquis au sein des populations bactériennes. Nous avons également recherché de nouveaux systèmes ccd au sein des génomes bactériens afin d’avoir un aperçu de leur distribution, des contextes génétiques dans lesquels ils existent et de l’implication du THG dans leur dispersion. Les réflexions qui ont accompagné notre recherche nous ont mené à proposer une synthèse sur le rôle des systèmes TA (plasmidiques et chromosomiques). Celle-ci se nourrit des avancées qui ont été effectuées, ces dernières années, dans la compréhension de l’évolution des génomes bactériens, de la théorie hiérarchique de la sélection naturelle et des processus non-adaptatifs et contingents qui pourraient expliquer la présence et la propagation des systèmes TA au sein des génomes bactériens sans que ceux-ci en soient les agents causaux. <p><p> / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les systèmes toxine-antitoxine (TA) bactériens ont été découverts il y a une vingtaine d’année sur les plasmides à bas nombre de copie. Ils sont composés de deux gènes organisés en opéron, l’un codant pour une toxine stable et l’autre pour une antitoxine instable capable de neutraliser l’effet de la toxine. Les systèmes TA sont fortement représentés au sein de l’ensemble des génomes bactériens. Ils se localisent aussi bien sur des éléments génétiques mobiles (plasmides, phages, transposons,…) que dans les chromosomes, ce qui suggère que le transfert horizontal de gènes participe à leur dissémination. Le système TA ccd du plasmide F d’Escherichia coli (ccdF) est composé de l’antitoxine CcdA et de la toxine CcdB. Le système ccdF contribue à la stabilité du plasmide F en tuant les bactéries-filles n’ayant pas reçu de copies plasmidiques lors de la division bactérienne (tuerie post-ségrégationelle).<p>Au cours de ce travail, nous avons caractérisé un homologue du système toxine-antitoxine ccd du plasmide F (ccdF) qui se situe dans le chromosome de la souche pathogène E. coli O157:H7 EDL933 entre les gènes folA et apaH (ccdO157). Les systèmes ccdF et ccdO157 coexistent naturellement dans les souches d’E. coli O157:H7, le système ccdF se trouvant sur le plasmide pO157 qui dérive du plasmide F. Nos résultats montrent que l’antitoxine plasmidique CcdAF neutralise l’effet de la toxine chromosomique CcdBO157, tandis que l’antitoxine chromosomique CcdAO157 ne contrecarre pas la toxicité de la toxine plasmidique CcdBF. Nous avons également montré que le système ccdF cause une tuerie post-ségrégationelle, lorsqu’il est cloné dans un plasmide instable, dans une souche possédant le système chromosomique ccdO157. Le système ccdF est donc fonctionnel en présence de son homologue chromosomique. <p>Le système ccdO157 est absent du chromosome de la souche de laboratoire E. coli K-12 MG1655, où une région intergénique de 77 pb sépare les gènes folA et apaH. Celle-ci contient une séquence cible pour la transposition. Nous avons étudié la distribution du système ccdO157 au sein de 523 souches d’E. coli représentatives de l’ensemble des sérogroupes décrits. Nos résultats montrent que le système ccdO157 est présent au sein de souches appartenant à 47 sérogroupes différents. Nos résultats mettent en évidence la diversité de la région intergénique folA-apaH d’E. coli. Celle-ci peut contenir gènes codant pour des protéines présentant de l’homologie avec des protéines d’espèce bactériennes éloignées d’E. coli ou d’organismes eucaryotes, ainsi qu’un élément génétique mobile, l’IS621, ce qui montre que le système ccdO157 a intégré le chromosome d’E. coli via le transfert horizontal de gènes.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les systèmes toxine-antitoxines (TA) sont abondants dans la majorité des génomes bactériens séquencés à ce jour. Ces systèmes codent une toxine stable qui inhibe soit la transcription, soit la traduction, et une antitoxine qui contrecarre l’effet de la toxine par formation d’un complexe avec celle-ci. L’antitoxine est instable suite à sa dégradation continue par les protéases ATP-dépendantes. Afin de maintenir un ratio antitoxine :toxine constant en condition normale de croissance, l’expression des systèmes TA est régulée négativement au niveau transcriptionnel par le complexe toxine-antitoxine.<p><p>Au début de notre travail, cinq systèmes TA étaient identifiés dans le chromosome d’E. coli. Il avait été montré par notre laboratoire que parmi ces systèmes, seul yefM-yoeB était activé en condition de surproduction de la protéase ATP-dépendante Lon. Ce résultat était surprenant puisque Lon était connue pour dégrader également l’antitoxine RelB du système chromosomique relBE. Un des objectifs de notre travail était de comprendre les mécanismes sous-jacents à cette spécificité. Nous avons montré que l’antitoxine YefM était dégradée à la fois par Lon et les protéases ClpAP et ClpXP. Nous avons également montré qu’en condition de surproduction de Lon, YefM était fortement instable (t1/2~ 10 min. vs 60 min en condition normale). Cette instabilité accrue permet donc l’activation du système yefM-yoeB, c’est-à-dire la libération de la toxine YoeB du complexe qu’elle forme avec YefM. Nous avons également avons montré que le t1/2 de RelB n’était pas affecté par la surproduction de Lon, ce qui explique pourquoi le système relBE n’est pas activé dans ces conditions. Notre hypothèse était qu’un cofacteur soit nécessaire à la dégradation de RelB par Lon et que celui-ci serait limitant dans nos conditions expérimentales. Le crible génétique que nous avons réalisé n’a cependant pas permis d’identifier de cofacteur de dégradation ni de régulateur transcriptionnel en trans du système relBE. <p><p>Un deuxième volet de notre travail de thèse a consisté en l’étude de la fonction des systèmes TA chromosomiques. L’hypothèse prévalente au début de notre travail était que les systèmes TA soient intégrés dans les voies adaptatives de réponses au stress. Cependant, le résultat de leur activation était controversé. L’hypothèse du groupe de Gerdes était que leur activation mène à un état bactériostatique réversible alors que le groupe d’Engelberg-Kulka montrait que le système mazEF était un système de mort programmée. Afin d’éclaircir le rôle des cinq systèmes TA dans la physiologie d’E. coli, nous avons testé l’effet de nombreux stress sur la croissance et la viabilité de souches sauvages et de souches délétées de ces systèmes. Aucune des conditions que nous avons testées n’a entraîné une diminution de la viabilité excluant de manière définitive l’hypothèse de la mort programmée. De plus, l’inhibition de croissance causée par ces différents stress s’est avérée être indépendante des cinq systèmes, de même que la phase de récupération suivant les différents stress. Enfin, nos expériences de compétition ont clairement démontré que les cinq systèmes ne procuraient aucun avantage sélectif aux bactéries dans des conditions de compétition en carence nutritive. Les systèmes TA étudiés dans ce travail ne jouent donc aucun rôle dans l’adaptation aux stress que nous avons testé puisqu’ils n’améliorent ni l’aptitude (fitness), ni la compétitivité des bactéries dans ces conditions. <p><p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Lors des efflorescences de micro-algues productrices de toxines paralysantes (PST), les bivalves filtreurs peuvent bioaccumuler une grande quantité de toxines et devenir à leur tour toxiques, notamment pour l’homme. La quantité de toxines PST accumulée d’un individu à l’autre s’avère être très variable au sein même d’une population de bivalves. Ainsi, dans nos conditions expérimentales, la quantité de PST accumulées par des huîtres creuses, Crassostrea gigas, d’un même lot, exposées au dinoflagellé toxique Alexandrium minutum, variait d’un facteur 450. L’origine de cette variabilité est inconnue jusqu’alors mais l’une des hypothèses pour l’expliquer serait l’existence de plusieurs formes de canaux sodium voltage-dépendant (NaV), cible des PST, qui confèreraient aux bivalves des sensibilités différentes aux PST. L’objectif principal de cette thèse était de comprendre s’il existe une sensibilité individuelle aux PST différente entre les huîtres et si cette variabilité pouvait être due à des formes différentes de NaV.Une première partie a permis de caractériser le NaV chez C. gigas par une approche de biologie moléculaire. Deux gènes NaV ont été mis en évidence chez C. gigas : CgNaV1, codant un canal sodium et CgNaV2 codant un canal potentiellement sélectif du sodium et du calcium. L’épissage alternatif de CgNaV1 produits trois variants (A, B et C) avec des profils d’expression différents : au niveau des jonctions neuromusculaires pour CgNaV1A, dans les cellules nerveuses pour CgNaV1B et dans les deux pour CgNaV1C. L'acide aminé Q, observé dans le site de liaison aux PST (domaine II) de la séquence CgNaV1 pour les 3 variants et chez tous les individus des 4 populations étudiées, pourrait conférer aux huîtres une certaine résistance aux PST. Ainsi, les variants issus du génotypage/épissage de CgNaV1 ne seraient donc pas le point déterminant du niveau de bioaccumulation des huîtres.Une deuxième partie a permis d’étudier la sensibilité aux PST des nerfs de l’huître creuse C.gigas en relation avec l’accumulation de PST par une approche d’électrophysiologie. La sensibilité à la STX des nerfs cérébroviscéraux d'huîtres a été évaluée en étudiant leur potentiel d'action (CNAP).Il a été montré que les nerfs de C. gigas possédaient une sensibilité à la STX de l’ordre du micromolaire, ce qui leur confère une sensibilité intermédiaire parmi les bivalves. Cette sensibilité des nerfs peut varier selon la période à laquelle les huîtres ont été prélevées et potentiellement selon leur condition physiologique. Une pré-exposition des huîtres à A. minutum semble augmenter la résistance des nerfs à la STX. Cependant, aucune corrélation significative n'a été observée entre la sensibilité nerveuse à la STX et la charge en PST dans la glande digestive des huîtres.Il apparait donc que la variabilité de l’accumulation des PST par les huîtres résulterait plutôt d’une plasticité physiologique, en terme de filtration, d’ingestion et d’assimilation, que d’une sensibilité différentielle des NaV. / During bloom of microalgae producing paralytic shellfish toxins (PST), filtering bivalves can bio-accumulate a large quantity of toxins and become toxic for human consumption. The amount of accumulated PST can greatly vary from one individual to another within a bivalve population. Indeed, under our experimental conditions, the amount of accumulated PST by Pacific oysters, Crassostrea gigas, exposed to the toxic dinoflagellate Alexandrium minutum, varied by a factor of 450. To explain such variability we hypothesized the existence of several forms of voltage-gated sodium channel (NaV), target of the PST, resulting in different sensitivities to PST. The main objective of this thesis was to understand whether there are relationships between nerve sensitivity to PST, the different forms of NaV and the amount of accumulated PST.The NaV was first characterized in C. gigas by a molecular biology approach. Two NaV genes were reported in C. gigas: CgNaV1, encoding a sodium channel and CgNaV2 encoding a channel potentially selective for sodium and calcium. Alternative splicing of CgNaV1 produced three variants (A, B and C) with different expression profiles: at the neuromuscular junctions for CgNaV1A, in the nerve cells for CgNaV1B and in both for CgNaV1C. The amino acid Q observed in the binding site of PST (domain II), of the sequence CgNaV1 for the 3 variants and in all individuals from the 4 studied populations possibly provide some PST resistance to oysters. Thus, the variants resulting from the genotyping/splicing of CgNaV1 would not therefore be the determining factor of the level of bioaccumulation in oysters.A second part allowed studying the nerve sensitivity to PST of C. gigas oyster in relation to the accumulation of PST by an electrophysiology approach. The sensitivity to saxitoxin (STX, a PST) of the cerebro-visceral nerves from oysters was assessed by studying their action potential (CNAP). C.gigas nerves have been shown to have sensitivity to STX of the micromolar range, which gives them intermediate sensitivity among bivalves. This nerve sensitivity may vary depending on the period at which the oysters were collected and potentially according to their physiological condition. A preexposure of oysters to A. minutum appears to increase nerve resistance to STX. However, there was no significant correlation between STX nerve sensitivity and PST content in the oyster digestive gland.Overall, it appears that the variability of the PST accumulation by oysters would result rather from a physiological plasticity, in terms of filtration, ingestion and assimilation, than from a differential sensitivity of the NaV.

A natural phenomenon characterized by dense aggregations of unicellular photosynthetic marine organisms has been termed colloquially as red tides because of the vivid discoloration of the water. The dinoflagellate Karenia brevis is the cause of the Florida red tide bloom. K. brevis produces the brevetoxins, a potent suite of neurotoxins responsible for substantial amounts of marine mammal and fish mortalities. When consumed by humans, the toxin causes Neurotoxic Shellfish Poisoning (NSP). The native function of brevetoxin within the organism has remained mysterious since its discovery. There is a need to identify factors which contribute to and regulate toxin production within K. brevis. These toxins are produced and retained within the cell implicating a significant cellular role for their presence. Localization of brevetoxin and identification of a native receptor may provide insight into its native role as well as other polyether ladder type toxins such as the ciguatoxins, maitotoxins, and yessotoxins. In higher organisms these polyether ladder molecules bind to transmembrane proteins with high affinity. We anticipated the native brevetoxin receptor would also be a transmembrane protein. Photoaffinity labeling has become increasingly popular for identifying ligand receptors. By attaching ligands to these photophors, one is able to activate the molecule after the ligand binds to its receptor to obtain a permanent linkage between the two. Subsequent purification provides the protein with the ligand directly attached. A molecule that is capable of fluorescence is a fluorophore, which upon excitation is capable of re-emitting light. Fluorescent labeling uses fluorophores by attaching them covalently to biologically active compounds. The synthesis of a brevetoxin photoaffinity probe and its application in identifying a native brevetoxin receptor will be described. The preparation of a fluorescent derivative of brevetoxin will be described and its use in localizing the toxin to an organelle within K. brevis. In addition, the general utility of a synthesized photoaffinity label with other toxins having similar functionality will be described. An alternative synthetic approach to a general photoaffinity label will also be discussed whose goal was to accelerate the preparation and improve the overall synthetic yields of a multifunctional label.

Orientador: Sergio Marangoni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T12:45:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carregari_VictorCorasolla_D.pdf: 3134117 bytes, checksum: 3177d146a01c9214975aac2e9aebd929 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os venenos de serpentes são uma mistura complexa de moléculas funcionais sendo em sua maior parte proteínas. Para a perpetuação da espécie, e sendo selecionadas a partir do processo de seleção natural, as serpentes apresentam uma alta variabilidade de mutações gênicas responsáveis por expressar proteínas e componentes dos venenos ocorrendo um processo denominado de microevolução, com isso criou diversas toxinas com uma alta complexidade funcional e uma alta similaridade estrutural. Essas toxinas são responsáveis por uma grande variedade de efeitos farmacológicos que geram alterações fisiológicas e com isso imobilizando a presa (neurotoxicidade e miotoxicidade) impedindo a fuga do local de ataque, tendo componentes nos venenos que também iniciam a digestão da presa facilitando a alimentação da serpente. Estas toxinas têm sido utilizadas como ferramentas moleculares para uma melhor compreensão de processos fisiológicos. Através da identificação de modificações químicas em aminoácidos específicos e sequenciamento de "de novo" através de espectrometria de massas de PLA2s isoladas a partir do veneno de serpentes, foi possível correlacionar estrutura e função destas enzimas e elucidar certos mecanismos de ações farmacológicas específicas. As modificações químicas através dos reagentes p-BPB e AA da Bbil-TX foram identificadas e confirmadas por espectrometria de massas, apresentando um alto grau de eficiência e especificidade dos reagentes por aminoácidos específicos (lisina para o AA e histidina para o p-BPB). Após três etapas de purificação de uma nova PLA2 K49 isolada do veneno de Bothriopsis taeniata, denominada Btt-TX, esta foi submetida a duas diferentes enzimas de clivagem (tripsina e Lys-C) e os peptídeos gerados aplicados a um sistema de LC MS/MS aplicando-se diferentes métodos de fragmentação dos peptídeos digeridos como CID/HCD/ETD, com isso foi possível obter uma variedade de padrões complementares dos peptídeos fragmentados, sendo feito o sequenciamento "de novo" automático através da sobreposição dos peptídeos gerados pela combinação destas diferentes metodologias, permitindo obter 100% de cobertura da sequencia de aminoácidos. Nossos estudos de relação entre estrutura e função demonstraram que a região C-terminal e a presença de resíduos de aminoácidos altamente hidrofóbicos assim como a presença das lisinas são responsáveis pela ancoragem e penetração da membrana, promovendo assim o efeito miotóxico, independendo da atividade catalítica. A perda da região consenso do N-terminal da Btt-TX comprova a importância desta região na ancoragem com as membranas celulares e aumentando a interação com aminoácidos destas PLA2s, permitindo uma aproximação das lisinas com a membrana plasmática das células musculares aumentando a eficiência da penetração dos aminoácidos hidrofóbicos presentes na região C-Terminal / Abstract: The snake venoms are a complex mixture of functional molecules and in the most part of proteins. For the preservation of the species and suffering a natural selection process, the snakes show high genic variability responsible for the protein expressions and compounds present in the venom, occurring an microevolution process, in this way several toxins with a high functional complexity and structural similarity was created. These toxins are responsible for various pharmacological effects that produces many physiological disturbs (neurotoxicity and myotoxicity) which immobilize the prey keeping near from the local of the attack and having some venom components that start the digestion of the prey. Toxins are often used as a molecular tool to get a better comprehension of physiological process. Through identification of chemical modifications in specific amino acids and make a "de novo" sequence by mass spectrometry on isolated PLA2s from snake venom correlating function and structure of these enzymes trying to elucidate some specific pharmacological actions. All the chemical modification at the Bbil-TX by the reagents p-BPB and AA was identified and proved by mass spectrometry, showing a high level of efficacy and specificity of the reagents from specific amino acids (lysine for the AA and histidine for the p-BPB). After the purification of a new PLA2 K49 isolated from the Bothriopsis taeniata snake venom, called Btt-TX, submitting it to two different cleavage enzymes (trypsin and Lyc-C) and the generated peptides injected to an LC MS/MS system. Applying different fragmentation mode, such as, CID/HCD/ETD, it was possible obtain a variety of additional and complementary patterns of fragmented peptides. With the obtained data we did the "de novo" automatic sequence through the overlapping of the generated peptides from all the fragmentation methods, allowing to have 100%. Nossos estudos de relação entre estrutura e função demonstraram que a região C-terminal e a presença de resíduos de aminoácidos altamente hidrofóbicos assim como a presença das lisinas são responsáveis pela ancoragem e penetração da membrana, promovendo assim o efeito miotóxico, independendo da atividade catalítica. A perda da região consenso do N-terminal da Btt-TX comprova a importância desta região na ancoragem com as membranas celulares e aumentando a interação com aminoácidos destas PLA2s, permitindo uma aproximação das lisinas com a membrana plasmática das células musculares aumentando a eficiência da penetração dos aminoácidos hidrofóbicos presentes na região C-Terminal. Our structure/function studies showed that the C-terminal region and the presence of the highly hydrophobic amino acid residues as well as the lisines presence are responsible for the anchorage and disrupt membrane, promoting the myotoxic effetc. The N-terminal loss in the Btt-TX, prove the importance of this region in anchoring with the cell membrane and increasing interaction with amino acids of these PLA2s, allowing a better interaction with the lisines increasing the penetration efficiency of the hydrophobic amino acids on C-terminal region / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Análise proteômica das glândulas de veneno e acessória durante o ciclo de produção de veneno e a influência da inervação noradrenérgica na síntese de proteínas foi verificada. Nossos dados mostram que a síntese de proteínas envolvidas no processo de síntese e secreção de proteínas está aumentada nos estágios ativados da glândula de veneno e que a estimulação da inervação noradrenérgica regula a síntese de algumas proteínas importantes para estes processos. Mostramos pela primeira vez, a presença de várias toxinas no estágio quiescente da glândula e que a produção e secreção de toxinas ocorrem de maneira não sincronizada. Na glândula acessória verificamos uma modulação na síntese de algumas proteínas da glândula após a extração de veneno. Mostramos também a presença de várias toxinas e de inibidores de enzimas do veneno nesta glândula. A composição proteômica das glândulas do aparelho glandular de veneno de serpente contribuirá para um melhor conhecimento dos mecanismos de produção e secreção de veneno e para os estudos das toxinas e suas diversidades. / Proteomic analysis of venom gland and accessory gland during venom production cycle and the influence of noradrenergic innervation on protein synthesis of venom gland were verified. Our data show that the synthesis of proteins involved in the process of synthesis and secretion of proteins is increased in activated stages of venom gland and the sympathetic outflow regulates the synthesis of some proteins that is important to this process. For the first time we showed that many toxins are present in quiescent stage of venom gland and the production and secretion of toxins is not synchronized. Regarding the accessory gland, we verify that the syntheses of some protein of gland were regulated after venom extraction. We also showed the presence of some toxins of the venom and enzyme inhibitors in this gland. The proteomic composition of snake venom gland apparatus will contribute to better understand the mechanisms involved in venom gland activation and consequently, venom production. These data will also contribute to the studies on snake toxins and their diversities.

A jararagina, isolada do veneno de Bothrops jararaca, possui efeito pró-inflamatório caracterizado por edema, liberação de citocinas e migração celular. Neste estudo, demonstramos o aumento na expressão gênica da quimiocina IL-8, moléculas de adesão (E-Selectina, V-CAM-1, I-CAM-1), CD-69, Angiopoetina-2 e MMP-10 em HUVECs estimuladas com jararagina. Também investigamos o efeito da jararagina na expressão protéica de moléculas de adesão e da quimiocina IL-8. A molécula de adesão PECAM-1 foi expressa na superfície das HUVECs em todos os tratamentos e intervalos de tempo analisados. Entretanto não observamos aumento da expressão de E-selectina e VCAM-1 após estímulo com a jararagina. A jararagina também não induziu a liberação de IL-8. Nossos resultados sugerem que a jararagina se liga nas células endoteliais, mas o receptor celular envolvido neste efeito ainda não está claro. Este trabalho contribui com a literatura na medida em que elucida a participação de importantes genes dentro do contexto inflamatório desencadeado pela jararagina em células endoteliais. / Jararhagin, from Bothrops jararaca venom, causes a local reaction manifested by edema, cytokine release and inflammatory cells recruitment. In this study we evaluated by real time PCR the expression of 9 genes involved in inflammatory response, triggered by jararhagin in HUVECs. Our results showed a significant increase in the gene expression of chemokine IL-8, adhesion molecules (E-selectin, V-CAM-1, I-CAM-1), CD-69, angiopoietin-2 and MMP-10. We also investigated the effect of jararhagin on expression of adhesion molecules in the surface of HUVECs by flow cytometry. We did not observe increased expression of E-selectin and VCAM-1 molecules on the surface of HUVECs compared with control. Jararhagin did not increase the release of soluble chemokine IL-8 in HUVECs supernatant. Our results suggest that jararhagin binds to endothelial cells, but the cellular receptor involved in this effect remains unclear. This work contributes to the literature highlighting the participation of important genes within the inflammatory context triggered by jararhagin on endothelial cells.

Echinometra lucunter, o ouriço-do-mar responsável por 50% dos acidentes por animais marinhos, causa inflamação e dor quando os espinhos entram na pele, efeitos atribuídos ao trauma mecânico, além de acidentes por ingestão de ovas. O líquido celômico e o extrato aquoso de espinhos foram fracionados e purificados até a obtenção de moléculas puras, que foram testadas em modelos de inflamação. Foram feitas análises histológicas do espinho e de atividade enzimática do extrato de espinho. Foi isolada uma molécula do espinho e um peptídeo do líquido celômico, que causaram inflamação e dor. Foi verificada atividade enzimática de catepsina B/X. Foi observada uma estrutura histológica organizada no espinho, com células entre a porção calcificada, algumas contendo grânulos eletrodensos com conteúdo protéico, típicas secretoras. Conclui-se que o espinho e o líquido celômico de E. lucunter possuem toxinas inflamatórias, que participam do envenenamento e o espinho tem células secretoras de toxinas. A catepsina pode auxiliar no mecanismo de reparação do espinho, quando quebrado. / Echinometra lucunter, the sea urchin responsible for 50% of marine animals accidents, cause inflammation and pain by the spine penetration, effects attributed to the mechanical trauma. Accidents were reported after the ingestion of raw. The celomic fluid and spines were fractionated and purified, procedure repeated until pure molecules were obtained, tested for inflammation models. Histological analyses and enzymatic assays were performed. A molecule from spines and a peptide from the celomic fluid caused inflammatory effects. Moreover, a cathepsin B/X activity could be identified in the spines. An organized histological structure in the spine was observed, with cells embedded in a calcified matrix, as well as granulous cells displaying proteic contents, typical of secretory cells. It was possible to conclude that the spine and the celomic fluid of E. lucunter do contain inflammatory toxins that prolong the spine puncturing event itself, and the spine possesses a toxin secretory structure. The cathepsin would be present in a mechanism of tissue remodeling.

Escherichia coli produtoras de toxina de Shiga (STEC) são consideradas importantes patógenos de origem alimentar que apresentam o trato intestinal de ruminantes domésticos, principalmente bovinos, seu reservatório natural. Esses microrganismos estão associados a doenças severas em humanos, tais como colíte hemorrágica (CH) e síndrome urêmica hemolítica (SHU). Este trabalho teve como objetivos avaliar a ocorrência de STEC em diferentes fontes, ambientais ou não, da criação e abate de bovinos confinados. Além disso, detectar a presença dos genes stx1, stx2, ehxA e eaeA; identificar cepas O157:H7 através da pesquisa do gene uidA; evidenciar a capacidade de produção de Stx e de Eh; identificar variantes de stx e de eaeA; e determinar os sorotipos e a diversidade genética das cepas de STEC. A avaliação da presença dos genes (stx1, stx2, ehxA, eaeA e uidA) e da produção de Eh foi utilizada como triagem para a seleção de cepas possivelmente patogênicas, sendo que do total de 628 isolados avaliados, foram selecionadas 50 cepas STEC e 12 consideradas como EPEC atípicas. Das STEC, 76% foram isolados provenientes de amostras de fezes, enquanto 18% foram de amostras de carcaças e 6% de amostras de água da baia. Seis cepas isoladas de fezes e 1 de carcaça foram sorotipificadas como O157:H7, todas positivas para a presença do gene uidA. Além do sorogrupo O157, nenhum outro, dentre os principais causadores de surtos e casos esporádicos de CH e SHU, foi detectado. Das 30 cepas que apresentaram resultado positivo no ensaio de citotoxicidade em células Vero, 96,7% apresentaram gene para a produção de Stx. Em 17 das STEC foi possível identificar o tipo de Stx produzida, através de ensaio imunocromatográfico, sendo que todas apresentaram os genes correspondentes à toxina identificada, com exceção de uma cepa de carcaça que foi positiva para a produção de ambas as toxinas, mas apresentando apenas o gene stx2. Através da análise por PFGE, observou-se a disseminação e permanência de cepas STEC entre os animais. Dentre as 50 cepas STEC, 28% foram positivas para a variante Stx2d ativável e das 21 cepas eaeApositivas apenas em 8 foram detectadas variantes desse gene, sendo 7 positivas para eae-&#947; e a outra cepa positiva para eae-&#946;). Através dos resultados obtidos, podemos dizer que a pesquisa do gene uidA pode ser considerada uma ótima ferramenta na triagem de isolados do sorotipo O157:H7. Por outro lado, o gene ehxA e a produção de Eh não se mostraram como bons marcadores para pesquisa de cepas Stx positivas. Houve uma ampla diversidade de sqrotipos/sorogrupos entre as cepas STEC típicas. É importante salientar que, neste estudo, STEC O157:H7 foi detectada pela primeira vez no Brasil em amostra de carcaça de bovino criado em confinamento. A detecção de cepas STEC em amostras de fezes e principalmente em amostras de carcaças de bovinos demonstra um potencial risco à saúde pública, uma vez que tais cepas podem contaminar e chegar viáveis ao produto final. / Shiga toxin (Stx)-producing Escherichia coli (STEC) are considered important foodborne pathogens that have the intestinal tract of ruminants, in particular cattle, as reservoir. These microorganisms are associated with severe human diseases as hemorrhagic colitis (HC) and hemolytic-uremic syndrome (HUS). The aims of this research were to evaluate the occurrence of STEC from different sources during the feedlot cattle breeding and slaughtering; detecting the presence of stx1, stx2, ehxA and eaeA genes; identifying O157:H7 strains through uidA; evidencing Stx and Eh production capacity; identifying stx and eaeA variants and determining STEC strains serotypes and genetic diversity. The potentially pathogenic strains were screened by detection of stx1, stx2, ehxA, eaeA and uidA, and Eh production, amongst 628 isolates studied. Fifty isolates were identified as STEC and 12 others as atypical EPEC. Among the STEC isolates, 76% were from feces, 18% from carcasses and 6% from water samples. Six strains isolated from feces and one from carcass were serotyped as O157:H7, ali being positive for the uidA. No other serogroup linked to outbreaks or sporadic cases of HC and HUS were found. From the 30 strains that showed cytotoxic effect on Vero cells, the great majority (96.7%) was positive for stx. Using an immunochromatographic assay, it was possible to identify the type of Stx produced by 17 out of the 50 STEC strains. All but one of these strains harbored the gene correspondent to the identified toxin. The other strain, even though producing both toxins, presented only stx2. It was possible to determine by PFGE the dissemination and persistence of STEC strains among the animals. 14/50 (28%) STEC strains were positive for the variant Stx2d activatable. Amongst 21 eaeA-positive strains, the variants of this gene were detected only in eight, being seven positive for eae-&#947; and the other eae-&#946;. The results showed that uidA gene can be considered an excellent tool for screening O157:H7 strains. On the other hand, ehxA and Eh production, could not be considered as good markers for Stx-positive strains detection. A great diversity of serotypes/serogroups was observed among typical STEC strains. It is important to notice that this is the first report of O157:H7 strains in carcasses trom feedlot cattle in Brazil. The detection of STEC strain in fecal samples and in carcasses trom feedlot cattle evidences the potential public health risk, once these strains can contaminate the final product.